Was ist ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis?

Eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ist eine kompakte elektronische Schaltung, die das gesamte Schaltungsdesign vereinfachen soll. In einigen Fällen verhindert es auch das Reverse Engineering eines bestehenden Produkts. Zum Beispiel verwenden viele Produkte einen einzigen Spezialchip, um das Produkt zu steuern. Fast alle Geräte wie Computer, Mobiltelefone und andere digitale Geräte verwenden mindestens einen ASIC. Diese Schaltung unterscheidet sich erheblich von einer integrierten Allzweckschaltung (IC).

Der auch als Mikrochip bekannte IC wurde zuerst eingeführt, um die Anzahl der Komponenten in einer Leiterplatte zu minimieren. Wenn die Schaltung zuvor ein Dutzend Transistoren mit zwei Dutzend Widerständen und Kondensatoren verwendet hat, wird der IC verwendet, um die meisten dieser Teile zu ersetzen. Das Ergebnis ist ein gewisser Miniaturisierungsgrad, der zum ersten einer Reihe von immer größer werdenden Komponentendichten in einem IC geworden ist. Moderne Mikroprozessoren zum Beispiel enthalten über eine Million Transistoren auf einem Raum von weniger als einem Quadratzoll.

Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung wird häufig in komplexen Schaltungsanwendungen verwendet. In einem Personal Computer mit einer einfachen Grafikkarte kann es beispielsweise nicht möglich sein, ein grafikintensives Spiel erfolgreich zu installieren. Das Spielinstallationsprogramm erwartet möglicherweise eine kompatible Grafikbeschleunigerkarte (GAC), die einen ASIC enthält, der in der Lage ist, High-Level-Grafikbefehle zu implementieren, die ein gewöhnlicher Grafikadapter nicht interpretieren kann. Ein ASIC kann möglicherweise gleichzeitig Standardformen an verschiedenen Stellen auf dem Bildschirm zeichnen. Diese Funktion ist erforderlich, um Bilder schnell genug zu erzeugen, um echt auszusehen.

Bei der Datenkommunikation kann die anwendungsspezifische integrierte Schaltung in Computern, Hubs, Switches und Routern verwendet werden. Die Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) verwendet einen angepassten Chip, einen ASIC, der die Anforderungen der physikalischen und Sicherungsschicht des lokalen Netzwerksegments erfüllt. Der ASIC in der NIC ist für das physikalische Verhalten der NIC verantwortlich. Ein Ethernet-Adapter verfügt beispielsweise über eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, die Aufgaben wie die Erkennung von Paketkollisionen und die erneute Übertragung nach Bedarf bewältigen kann. Wenn die NIC ein Token-Ring-Typ ist, wartet die ASIC dann auf den Empfang eines Flag-Pakets, das als Token bekannt ist, bevor sie versucht, in das Netzwerk zu übertragen.

Halbleiterchips mit höherer Dichte werden in der Elektronikfertigung häufig bevorzugt. Dies führt zu neueren Produkten mit Allzweckchips und anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen mit geringerer Teileanzahl und kleineren Größen oder Footprints. Eine Ausnahme bilden Hochleistungshalbleiter oder Halbleiter für spezielle Anwendungen, die eine separate Montage von den übrigen Komponenten auf der Platine erfordern. Wenn die Mehrzweck-Teile der Schaltung in ein kleineres Gehäuse integriert werden können, ist das Ergebnis normalerweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung.